Введение

Американский ядерный реактор с водяным охлаждением под давлением AP1000 – это атомная электростанция, разработанная и продаваемая компанией Westinghouse Electric Company. Это реактор с водой под давлением, в котором улучшено использование пассивной ядерной безопасности и реализовано множество конструктивных особенностей, предназначенных для снижения капитальных затрат и повышения экономической эффективности. История разработки этой конструкции восходит к четырехконтурному реактору SNUPPS от Westinghouse, который производился в различных странах мира. (Примечание: Система 80 была аналогичной по времени разработки системой парогенерации, созданной компанией Combustion Engineering). Дальнейшая разработка четырехконтурного реактора и системы с ледяным конденсатором изначально привела к концепции AP600 с меньшей выходной мощностью 600–700 МВт, однако она не вызвала большого интереса. Чтобы конкурировать с другими проектами, которые увеличивали размеры для снижения капитальных затрат, конструкция была переработана в AP1000 и получила ряд успешных заказов в этом большем масштабе. В настоящее время в эксплуатации или в стадии строительства находится 12 реакторов AP1000. Четыре работают на двух площадках в Китае: два на АЭС Санмен и два на АЭС Хайян. Все четыре китайских реактора были завершены и подключены к энергосети, и по состоянию на 2024 год еще 6 находятся в стадии строительства. Два реактора работают на АЭС Vogtle в США, при этом Vogtle-3 был введен в эксплуатацию в июле 2023 года, а Vogtle-4 – в апреле 2024 года. Строительство на Vogtle столкнулось с многочисленными задержками и превышением сметы на Vogtle и V.C. Summer, что привело к банкротству Westinghouse в 2017 году. Строительство двух реакторов на АЭС Virgil C. Summer было отменено в 2017 году после банкротства Westinghouse. В настоящее время планируется строительство еще 19 реакторов AP1000, из них 6 – в Индии, 9 – в Украине, 3 – в Польше и 1 – в Болгарии. Китай в настоящее время разрабатывает более продвинутые версии и владеет правами на их патенты. Первый реактор AP1000 начал работу в Китае на АЭС Санмен, где блок № 1 стал первым реактором AP1000, достигшим критичности в июне 2018 года, и был подключен к энергосети в следующем месяце. Последующие проекты в Китае будут основаны на модифицированных проектах CAP1000 и CAP1400. Три завершенных реактора в США и еще четыре в Южной Корее сделали эту конструкцию самой успешной в поколении II+. Компания ABB Group приобрела Combustion Engineering в 1990 году и представила систему 80+, внедрив ряд изменений в конструкцию и улучшений безопасности. В рамках серии слияний, приобретений и продаж активов компанией ABB в 2000 году этот проект был приобретен компанией Westinghouse Electric Company, которая сама была приобретена в 1999 году компанией British Nuclear Fuels Ltd (BNFL). В 1990-х годах компания Westinghouse работала над новым проектом, известным как AP600, с проектной мощностью около 600 МВт. Это был часть программы Министерства энергетики США «Продвинутый легководный реактор», которая работала над серией реакторов поколения III. В отличие от конструкций поколения II, AP600 был значительно проще, с огромным сокращением общего количества деталей, особенно насосов. Он также был пассивно безопасен, что является ключевой особенностью реакторов поколения III. После приобретения компании BNFL и ее слияния с ABB, началась разработка конструкции, сочетающей в себе характеристики системы 80+ и AP600, получившей название AP1000. В свою очередь, BNFL продала Westinghouse Electric компании Toshiba в 2005 году.

Споры о дизайне

В апреле 2010 года некоторые экологические организации призвали NRC расследовать возможные ограничения в конструкции реактора AP1000. Эти группы обратились в три федеральных агентства с просьбой приостановить процесс лицензирования, поскольку они считали, что герметичность в новой конструкции слабее, чем в существующих реакторах. В апреле 2010 года Арнольд Гундерсен, инженер-ядерщик, привлеченный несколькими антиядерными группами, опубликовал доклад, в котором исследовалась опасность, связанная с возможным проржавением стальной облицовки корпуса реактора. В конструкции AP1000 облицовка и бетон разделены, и если сталь проржавеет насквозь, "за ней нет резервной герметизации", по словам Гундерсена. Эдвин Лайман, старший научный сотрудник Союза заинтересованных ученых, оспорил конкретные решения по снижению стоимости, принятые как для AP1000, так и для ESBWR, еще одной новой конструкции. Лаймана беспокоит прочность стального корпуса и бетонного защитного здания вокруг AP1000, поскольку он утверждает, что корпус реактора не имеет достаточного запаса прочности. Джон Ма, старший инженер-конструктор NRC, прокомментировал свою позицию относительно ядерного реактора AP1000. Эта модифицированная конструкция удовлетворила NRC, за исключением Ма, что и стало причиной его "несогласия". В отличие от решения NRC, Ма считал, что компьютерные коды, использованные для анализа модифицированной конструкции, были недостаточно точными, а некоторые использованные материалы – слишком хрупкими. Независимый инженер-консультант из США также подверг критике конструкцию герметизации AP1000, утверждая, что в случае аварии с расчетными последствиями она может привести к выбросу радиации; компания Westinghouse опровергла это заявление. В сентябре 2011 года NRC завершила общий обзор сертификации проекта для измененного AP1000. В мае 2011 года регулирующие органы США обнаружили дополнительные проблемы с проектированием защитного здания новых реакторов. Председатель Комиссии по ядерному регулированию заявил, что расчеты, представленные Westinghouse относительно конструкции здания, оказались неверными и "вызвали дополнительные вопросы"; компания не использовала диапазон возможных температур для расчета потенциальных сейсмических нагрузок на защитное здание в случае, например, землетрясения; и что комиссия просила Westinghouse не только исправить свои расчеты, но и объяснить, почему изначально была представлена ошибочная информация. Westinghouse заявила, что запрошенные комиссией вопросы не имеют "значения для безопасности". В ноябре 2011 года Арнольд Гундерсен опубликовал дополнительный доклад от имени группы надзора за AP1000, в которую входят Друзья Земли и Матери против радиации реки Теннесси. В докладе были выделены шесть областей, вызывающих серьезную озабоченность, и нерассмотренные вопросы безопасности, требующие немедленного технического анализа со стороны NRC. В докладе делается вывод, что сертификация AP1000 должна быть отложена до тех пор, пока не будут решены первоначальные и текущие "неустраненные вопросы безопасности", поднятые группой надзора за AP1000. В 2012 году Эллен Ванко из Союза обеспокоенных ученых заявила, что "реактор Westinghouse AP1000 имеет более слабую герметизацию, меньшую избыточность в системах безопасности и меньше функций безопасности, чем современные реакторы". В ответ на опасения г-жи Ванко автор политики в области климата и отставной ядерный инженер Зви Дж. Дорон ответил, что безопасность AP1000 повышается за счет меньшего количества активных компонентов, а не снижается, как предполагает г-жа Ванко. Он также отметил, что, если компоненты "не требуют обслуживания" в течение 60 лет, предполагаемого срока службы реактора, расширение мощности с 600 до 1000 мегаватт еще не было коммерчески подтверждено.

Китайские дизайнерские расширения

В 2008 и 2009 годах компания Westinghouse заключила соглашения о сотрудничестве с Китайской государственной корпорацией по ядерной энергетике (SNPTC) и другими институтами для разработки более мощного проекта CAP1400 мощностью 1400 МВт, за которым, возможно, последует проект мощностью 1700 МВт. Патентные права на эти более мощные проекты будут принадлежать Китаю. Экспорт новых энергоблоков большей мощности может быть осуществлен при сотрудничестве с Westinghouse. В сентябре 2014 года китайский ядерный регулятор одобрил анализ безопасности проекта по результатам 17-месячного рассмотрения. В мае 2015 года проект CAP1400 успешно прошел обзор безопасности реактора, проводимый Международным агентством по атомной энергии. В декабре 2009 года было создано китайское совместное предприятие для строительства первого энергоблока CAP1400 вблизи демонстрационного реактора с газовым охлаждением высокой температуры (HTR PM) на АЭС Шидаовань. В 2015 году началась подготовка строительной площадки, и ожидалось получение разрешения на продолжение работ к концу года. В марте 2017 года первый реакторный сосуд CAP1400 успешно прошел гидравлические испытания. Оборудование для CAP1400 находится в стадии производства, и с 2020 года ведется предварительное строительство. В феврале 2019 года Шанхайский институт ядерных исследований и проектирования объявил о начале процесса концептуального проектирования CAP1700.

Китай

В Китае построено четыре реактора AP1000, два на АЭС Санмен в провинции Чжэцзян и два на АЭС Хайян в провинции Шаньдун. Реакторы Санмен-1 и Санмен-2 были подключены к энергосети 2 июля 2018 года и 24 августа 2018 года соответственно. Хайян-1 начал коммерческую эксплуатацию 22 октября 2018 года, а Хайян-2 – 9 января 2019 года. В 2014 году компания China First Heavy Industries изготовила первый реакторный сосуд AP1000, произведенный внутри страны, для второго энергоблока АЭС Санмен. Первые четыре реактора AP1000 построены по более ранней редакции проекта, без усиленной защитной оболочки, обеспечивающей повышенную защиту от авиаудара. Китай официально принял AP1000 в качестве стандарта для внутренних ядерных проектов. После банкротства Westinghouse в 2017 году Китай в 2019 году принял решение строить разработанный в стране Hualong One вместо AP1000 в Чжанчжоу. После 2019 года все планы по строительству новых реакторов AP1000 были заменены проектами CAP1000, представляющих собой локализованную стандартизацию конструкции AP1000 как переходную к CAP1400. Утверждается, что это позволило снизить стоимость и улучшить характеристики эксплуатации и технического обслуживания. По состоянию на 2021 год проведена подготовка площадок для строительства восьми дополнительных энергоблоков CAP1000 на АЭС Хайян, Луфэн, Санмен и Сюдабао. Однако большинство этих проектов приостановлены, поскольку строительство всех энергоблоков CAP1000 значительно замедлилось. На площадке Сюдабао в 2021 году началось строительство двух энергоблоков ВВЭР-1200 для Сюдабао-3 и Сюдабао-4, в то время как строительство запланированных энергоблоков CAP1000 для 1-й и 2-й очередей остается на стадии ожидания.

Турция

В октябре 2015 года было объявлено, что технология для АЭС «Игнеада» в Турции будет предоставлена американской компанией Westinghouse Electric Company, включающая два реактора AP1000 и два реактора CAP1400.

Соединенные Штаты

Один реактор строится, а другой запущен в эксплуатацию на электростанции Vogtle в штате Джорджия (блоки 3 и 4). В Южной Каролине два блока строились на атомной электростанции Виргила С. Саммера (блоки 2 и 3). Проект был прекращен в июле 2017 года, спустя 4 года после начала, из-за недавнего банкротства Westinghouse, значительных перерасходов, существенных задержек и других проблем. Основной акционер проекта (SCANA) первоначально поддерживал план об отказе от достройки блока 3, завершив строительство блока 2. Реализация плана зависела от одобрения миноритарного акционера (Santee Cooper). Совет директоров Santee Cooper проголосовал за прекращение всех строительных работ, что привело к полному закрытию проекта. Все четыре реактора были идентичны, и два проекта реализовывались параллельно: первые два реактора (Vogtle 3 и Summer 2) планировалось ввести в эксплуатацию в 2019 году, а остальные два (Vogtle 4 и Summer 3) – в 2020 году. После подачи компанией Westinghouse заявления о банкротстве 29 марта 2017 года строительство было приостановлено. 9 апреля 2008 года компания Georgia Power Company заключила контракт с Westinghouse и Shaw на строительство двух реакторов AP1000 на площадке Vogtle. Этот контракт стал первым соглашением о новой ядерной энергетике после аварии на Три-Майл-Айленд в 1979 году. Запрос на лицензию для площадки Vogtle основан на редакции 18 проекта AP1000. 16 февраля 2010 года президент Обама объявил о предоставлении федеральных кредитных гарантий в размере 8,33 миллиарда долларов на строительство двух блоков AP1000 на электростанции Vogtle. Стоимость строительства двух реакторов первоначально оценивалась в 14 миллиардов долларов, но впоследствии возросла до 30 миллиардов долларов, при этом только один реактор запущен, а второй находится в стадии строительства. Компания Georgia Power, которой принадлежит 45,7% Vogtle, перенесла запланированные сроки ввода в эксплуатацию блока 4 на четвертый квартал 2023 года или первый квартал 2024 года. Экологические организации, выступающие против лицензирования двух новых реакторов AP1000 на площадке Vogtle, в апреле 2011 года подали новую петицию с просьбой к Комиссии по ядерному регулированию приостановить процесс лицензирования до получения дополнительной информации о развитии аварии на АЭС Фукусима-1. В феврале 2012 года девять экологических групп подали коллективный иск, оспаривая сертификацию конструкции реактора Vogtle, а в марте – иск, оспаривающий лицензию Vogtle. В мае 2013 года Апелляционный суд США вынес решение в пользу Комиссии по ядерному регулированию (NRC). В феврале 2012 года Комиссия по ядерному регулированию США одобрила два предлагаемых реактора на электростанции Vogtle. В октябре 2014 года было объявлено о задержке строительства как минимум на один год и дополнительных затратах в размере 1,2 миллиарда долларов, главным образом из-за задержек в изготовлении оборудования. Ожидалось, что второй блок будет практически завершен в конце 2018 года или начале 2019 года, а третий – примерно через год. В октябре 2013 года министр энергетики США Эрнест Монис объявил, что Китай будет поставлять компоненты для строящихся атомных электростанций в США в рамках двустороннего соглашения о сотрудничестве между двумя странами. Поскольку Китайская государственная корпорация по ядерной энергетике (SNPTC) приобрела технологию AP1000 у Westinghouse в 2006 году, она создала производственную цепочку поставок, способную обеспечивать международные энергетические проекты. Аналитики отрасли отмечают ряд проблем, с которыми сталкивается Китай в расширении ядерного рынка, включая сохраняющиеся пробелы в цепочке поставок, а также опасения Запада относительно политического вмешательства и недостаточного опыта Китая в экономике ядерной энергетики. 31 июля 2017 года, после всестороннего анализа затрат на строительство блоков 2 и 3, компания South Carolina Electric and Gas приняла решение остановить строительство реакторов на площадке VC Summer и подаст в Комиссию по коммунальным услугам Южной Каролины ходатайство об утверждении прекращения строительства. 14 октября 2022 года компания Georgia Power объявила о начале загрузки ядерного топлива на блок 3 Vogtle. 1 апреля 2023 года компания Georgia Power объявила, что блок Vogtle 3 подключен к энергосети и впервые начал поставку электроэнергии, а 29 мая блок 3 достиг максимальной проектной мощности. Горячие функциональные испытания на блоке Vogtle 4 были завершены 1 мая 2023 года.

Украина

31 августа 2021 года глава ГП «НАЭК «Энергоатом» Петр Котин и президент и главный исполнительный директор Westinghouse Патрик Фрагман подписали меморандум о сотрудничестве в отношении строительства реакторов Westinghouse AP1000 в Украине. Контракт был подписан 22 ноября 2021 года. Меморандум и контракт между двумя компаниями касаются завершения строительства энергоблока №4 Хмельницкой АЭС с использованием реактора АП1000, а также строительства еще четырех энергоблоков на других атомных электростанциях Украины.

Польша

Польша планирует построить три реактора AP1000 в Чочево, рядом с Балтийским морем. Площадка называется Любятово-Копалино.

Индия

В июне 2016 года США и Индия договорились о строительстве шести реакторов AP1000 в Индии в рамках гражданской ядерной сделки, подписанной обеими странами. Материнская компания Westinghouse, Toshiba, в 2017 году приняла решение выйти из проектов строительства атомных электростанций из-за финансовых трудностей, что поставило под сомнение достигнутое соглашение. Во время визита президента США Дональда Трампа в Индию в феврале 2020 года ожидалось, что Westinghouse подпишет новое соглашение с государственной компанией Nuclear Power Corporation of India о поставке шести ядерных реакторов. Однако, из-за разногласий в вопросах ответственности и компоновки, подписание не состоялось.

Великобритания

В декабре 2013 года Toshiba, через свою дочернюю компанию Westinghouse, приобрела 60% акций NuGeneration с намерением построить три реактора AP1000 в Moorside, рядом с комплексом по переработке ядерных отходов Sellafield в Камбрии, Англия, с планируемой датой начала эксплуатации в 2024 году. 28 марта 2017 года Управление по ядерному регулированию (ONR, Великобритания) выдало заключение о подтверждении приемлемости проекта AP1000, заявив, что 51 вопрос, выявленный в 2011 году, получил удовлетворительное решение. Однако на следующий день разработчик, Westinghouse, подал заявление о банкротстве по главе 11 в США из-за убытков в размере 9 миллиардов долларов, понесенных в ходе проектов по строительству ядерных реакторов, главным образом при строительстве четырех реакторов AP1000 в США. В 2018 году, после безуспешной попытки продать NuGeneration, Toshiba приняла решение о ликвидации компании и отказе от реализации проекта.